与白炽灯、荧光灯相比,白光LED灯具有体积小、寿命长、响应速度快、功耗低、环保、发光效率高等优点,在生活中的应用越来越广泛。但白光LED灯使用时间长了容易变质,灯管老化,导致光色偏差,颜色变差,影响照明质量等问题,一般使用寿命2-3年。为了解决这些问题,温州大学化学与材料工程学院瓯江特聘教授向卫东发明了新材料,可使LED灯寿命延长10年左右,并能长时间点亮,使LED灯能更广泛地应用于高档汽车、高铁、飞机、潜艇等照明。日前,记者走进向卫东教授的实验室,探索这种新材料的神奇之处。
2000℃提取黄色单晶
让白色LED灯寿命更长
魏东教授介绍,现在市场上白光LED灯的主要技术是使用发蓝光的芯片和发黄光的荧光粉,结合AB胶发出白光。但是这种工艺的主要问题是粘结了荧光粉的AB胶容易老化,特别是灯长时间亮着的时候,高温容易使粘结了AB胶的荧光粉失去原有的效果,从而影响白色LED灯的发光效果,比如灯不够亮,灯是蓝色的。
要克服这个问题,要从黄磷入手。对此,向卫东教授花了多年时间研究2000℃生产的黄色单晶材料。只要在每个LED蓝光芯片上放置一个匹配的黄色单晶材料,就可以发出稳定的白光。由于耐高温、导热性好等特点,LED灯可以更耐用,使用寿命更长,尤其是灯泡不会因长时间照射而高温损坏,非常适合高档汽车灯、高铁、飞机或潜艇照明。
日前,记者在向卫东实验室看到了生产黄色晶体的高温炉和黄色晶体成品。这项研究已经成功了四五年。目前,向卫东还在与相关企业洽谈合作。他说制作黄色晶体时,可以控制成分、浓度、厚度等。的晶体,以带出不同强度和色温的光,以满足各种需求,你也可以制作各种长度和形状的白色发光二极管灯。此外,向卫东还开发了另一种黄色粉末的替代材料,黄色荧光玻璃。与黄色晶体相比,黄色荧光玻璃不那么耐用,但成本较低,生产周期较短。两种替代材料都达到了市场的技术指标。
科研合作突破传统技术
使发光二极管灯制造更加方便
向卫东教授不仅发明了替代材料,使白色LED灯更加耐用,还与国外学校合作,突破传统工艺,使LED灯的制造更加容易和高效。他说现在白光LED灯的技术要求芯片和黄粉或者黄晶结合,需要AB胶来粘接两者,不那么耐用。所以如何不用胶水使制造过程更简单,他想出了一个新方法,在黄色晶体上“生产”蓝筹股,就是不用胶水把两者合二为一。目前,该流程仍在进一步开发中。
除了试图突破传统工艺,为了让白色LED发光更柔和,他还研发了一种红色晶体来发射红光。他说只有黄光和蓝光组合发出的白光大多是刺眼的,加上红光,白光可以更柔和,更舒服。目前他正在研究如何融合黄色晶体和红色晶体,使只有一个晶体可以达到两个晶体的效果,工艺还需要进一步完善。
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